光スイッチング分子素子となる水素結合による二次元スピンクロスオーバー鉄錯体

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イミダゾール基を含む三脚型配位子の鉄錯体[Fe^<II>H_3L]^<2+>の硝酸塩に1.5等量のアルカリを加え、組成式[Fe^<II>H_3L][Fe^<III>L](NO_3)_2をもつ化合物を得た。このものは、原料の2価プロトン化錯体[Fe^<II>H_3L](NO_3)_2と、イミダゾールプロトンがすべて解離し、さらに空気酸化された3価脱プロトン化錯体[Fe^<III>L]が水素結合により連結した二次元層状構造をもつことを、295Kおよび100KにおけるX線結晶解析により明らかにした。二つの温度での結合拒離の違いからこの化合物は鉄(II)サイトがスピンクロスオーバーを示すことが示唆された。磁化率の温度変化の測定から、この化合物はサンプルを急冷すると5〜100Kの温度範囲で凍結効果を示し、引き続いて100〜200Kの温度範囲で鉄(II)サイトが二段階でスピンクロスオーバーし、サンプルを徐々に冷却した場合には160K付近で鉄(II)サイトが一段階での急激なスピンクロスオーバーを示すことが明らかになった。また200K以上の温度範囲では鉄(III)サイトの緩やかなスピンクロスオーバー挙動が観測された。この挙動はメスバウアースペクトル、ESRスペクトルの測定からも確認された。また、5Kにおいてサンプルに500nmの光を照射すると磁化の増大が観測され、光誘起スピン励起状態トラッピング(LIESST)現象が観測された。この光誘起スピン励起状態は80〜100Kの温度範囲で急速に熱緩和された。また、この化合物はCDスペクトルを示し、自然分晶していることも明らかになった。以上の結果は、Angewandte Chemieに投稿し、まもなく掲載される予定である。また、BF_4塩の系について、原料錯体などの関連化合物の性質も含めたFull paperの論文を投稿準備中である。